一种富钙材料PHC免蒸压管桩高性能混凝土耐久性的研究

摘要：采用一种天然优质富钙硬石膏复合矿物掺和料,配制PHC免压蒸管桩混凝土,经过一次常压蒸汽养护,即可满足C80混凝土要求;虽具有较高强度,但后期膨胀收缩、碳化、耐酸腐蚀、耐盐侵蚀、氯离子渗透等问题也备受关注,由此对上述耐久性问题作出深入研究,并通过大量的后期耐久性测试实验,以及对XRD与SEM、X荧光化学成分分析、对各龄期混凝土组分进行定量与定性分析,研制出一种高性能PHC免压蒸管桩混凝土,既满足强度要求,又具有较好的后期综合耐久性能。     

矿物掺和料对预应力空心方桩混凝土耐久性的影响

研究了矿物掺和料对混凝土耐久性能的影响,结果表明:掺加适量矿物掺和料,一方面不会弱化混凝土蒸养强度,另一方面充分发挥矿物掺和料的潜在活性和微填充效应等特点,使硬化混凝土形成致密结构,大幅提高其抗氯离子渗透性能。通过试验研究得到耐久性能良好的混凝土配合比。     

蒸养混凝土抗氯离子渗透性能研究

蒸汽养护能促进混凝土早期强度的增长,但影响混凝土长期力学性能和抵抗氯离子等侵蚀性介质渗透的能力。本文研究了粉煤灰、硅灰矿物掺合料对蒸养混凝土抗压强度与抗氯离子渗透性能的影响。试验结果表明：蒸养普通混凝土抗氯离子渗透性能低于相应标养混凝土,掺入粉煤灰、硅灰等矿物掺合料后,可以显著改善蒸养混凝土的抗氯离子渗透性能。     

利用NEL法研究再生混凝土抗氯离子渗透性能

以不同再生粗骨料替代率、不同配合比、不同矿物掺和料为主要因素,通过试验,制作了几组再生混凝土试块,利用NEL法对试块进行了抗氯离子渗透性能的测定,以考察这几个因素对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响规律。试验结果表明,随着再生粗骨料替代率的增加,再生混凝土试块的氯离子渗透系数增大;三种矿物掺和料均降低了再生混凝土试块的氯离子渗透系数,其中以硅灰效果最好,粉煤灰和矿渣微粉的效果相差不多;随着水灰比的增加,矿物掺和料对减少再生混凝土氯离子渗透系数效果越明显。     

中低强度等级高性能混凝土配合比因素对其性能的影响研究

结合京沪高铁客运专线线下工程分析研究水胶比、矿掺比对高性能混凝土的抗压强度和氯离子渗透性能的影响。结果表明,矿物掺和料的增加会使抗压强度降低,但却有利于抗氯离子渗透性能的提高;水胶比的增大会使抗压强度及抗氯离子渗透性能都降低。     

偏高岭土对混凝土抗氯离子渗透性能的影响及机理研究

以偏高岭土作为矿物掺和料,研究了偏高岭土的掺量对混凝土抗氯离子渗透性能的影响,并对其作用机理进行了探讨。结果表明:随着偏高岭土掺量的增加,混凝土的抗压强度和抗氯离子渗透能力增强;偏高岭土中的C_3A与氯离子形成Friedel盐,通过固化作用有效地阻止了氯离子的渗透。     

蒸汽养护粉煤灰混凝土抗渗性试验研究

采用快速氯离子渗透试验方法研究了粉煤灰掺量对蒸汽养护混凝土抗氯离子渗透性能的影响。试验结果表明,粉煤灰等量取代部分水泥,可以有效解决蒸汽养护混凝土抗氯离子侵蚀能力不够的问题。     

PHC管桩混凝土的耐久性能试验研究

为掌握PHC管桩混凝土的耐久性能,对比研究了C80蒸压和免蒸压管桩混凝土及C105蒸压和免蒸压管桩混凝土的抗氯离子渗透性能、抗硫酸盐侵蚀性能及抗冻性能,并对改善C80蒸压管桩混凝土的耐久性能进行了探讨。     

PHC管桩混凝土耐久性

研究了PHC管桩混凝土的耐久性问题,结果表明,若管桩混凝土的原材料选用,混凝土配合比(含胶凝材料用量)合理,搅拌、离心成型、初级蒸养-压蒸养护等生产工艺符合规范要求,则纯水泥混凝土(即不掺加外掺料)生产的管桩和掺磨细砂生产的管桩其抗氯离子渗透、抗硫酸盐侵蚀和抗冻性试验均能符合要求或基本符合要求;反之,如上述原材料、混凝土配合比、生产工艺等某个环节或几个环节不符合要求,则PHC管桩混凝土的耐久性就会出问题,特别是抗冻性试验很难合格。     

蒸养制度对混凝土抗压强度及抗渗性能影响的研究

为探究蒸汽养护对掺加不同矿物掺合料混凝土的微观结构与性能影响,对比分析了蒸养混凝土的抗压强度、抗氯离子渗透性和水化产物。结果表明,蒸汽养护能够提高早期强度,减缓后期强度增长;采用RCM法测试抗渗性,发现掺矿物掺和料会提高抗渗性,且复掺效果更好;对于恒温时间和恒温温度这两个蒸养参数,综合试验确定为恒温4h、60℃,这为预制构件的生产提供了参考。     

改性MKPC浆体抗氯离子渗透性能研究

为了研究磷酸钾镁水泥基材料(MKPC)抗氯离子的渗透性能,通过采用RCM法,以MKPC基材料浆体为基准,研究了单掺、双掺硅灰和石灰石粉等矿物掺合料对MKPC浆体抗氯离子渗透性能的影响以及不同养护龄期对其抗氯离子渗透的影响。结果表明:掺入矿物掺合料可改善MKPC浆体抗氯离子渗透性能,其中,以双掺矿物掺合料的MKPC基材料浆体抗氯离子的性能为最佳;MKPC基材料浆体养护龄期越短抗氯离子渗透性能越好。     

高耐久性混凝土的开发及成本分析

海港工程混凝土结构受到海水侵蚀的严重威胁,因此,有必要开发高耐久性混凝土。试验显示,通过降低水胶比、掺入大掺量的矿物掺和料以及使用阻锈剂能有效提高混凝土的抗氯离子渗透性能;矿粉比粉煤灰更能有效降低混凝土的氯离子扩散系数;大掺量矿物掺和料是提高混凝土耐久性并降低成本的有效途径。     

不同矿物掺和料对再生细骨料混凝土耐久性影响的研究

在混凝土中掺入矿物掺和料是提高混凝土耐久性的技术之一。在全部使用再生细骨料的混凝土中掺入不同矿物掺和料,从碳化、抗冻、收缩、氯离子渗透等方面研究不同矿物掺和料对再生细骨料混凝土耐久性的影响。结果表明,不同掺和料对再生细骨料混凝土耐久性的影响是不同的,两种掺和料复合相比单一掺和料效果更好;复合种类对再生细骨料混凝土的耐久性影响明显,以100%的再生细骨料应用于再生混凝土中是可行的。     

不同养护方式下复合矿物掺合料混凝土的性能研究

针对纯水泥以及复合粉煤灰-钢渣、复合粉煤灰-石灰石粉矿物掺合料的混凝土体系,研究了不同养护方式对其微观结构、力学性能、耐久性的影响。结果表明：复合掺合料可明显降低胶凝材料体系的早期放热量,而高温养护可以显著细化复合矿物掺合料体系的孔隙结构。另外,高温养护可以提高复合矿物掺和料的混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、抗氯离子渗透性、抗碳化性能。其中,在高温养护下,复合粉煤灰-钢渣掺合料混凝土的力学性能和耐久性最优,超过了纯水泥混凝土体系。     

地铁衬砌混凝土耐久性能试验研究

由于地铁工程投资大、使用年限长,导致地铁衬砌混凝土的耐久性问题尤为重要.针对陆域地段和海域地段所使用的衬砌混凝土,在满足施工泵送性能和力学性能的前提下,重点研究了不同胶凝材料体系对地铁衬砌混凝土的抗氯离子渗透、收缩和碳化等耐久性能的影响.结果表明,在相同强度等级时,随着胶凝材料中矿物掺和料掺量的增加,地铁衬砌混凝土的氯离子迁移系数和碳化深度均逐渐增大,但收缩率显著降低;综合考虑地铁工程的社会效益和经济效益,陆域地段地铁衬砌混凝土的矿物掺和料掺量可选用50%,海域地段地铁衬砌混凝土的矿物掺和料掺量宜控制在40%以内.     

不同干燥条件对混凝土导电量的影响

采用ASTM C 1202《混凝土抵抗氯离子渗透能力的电量评价方法》,研究了不同干燥条件对混凝土导电量的影响;在电量试验结束后,检测了氯离子的迁移量和氯离子渗透深度.结果表明:60℃,7 d的干燥条件对水胶比小于0.42且不掺矿物掺和料的基准混凝土及水胶比小于0.49但掺加矿物掺和料的混凝土导电量影响很小,该条件可以作为气体渗透试验的干燥条件;105℃的干燥处理需要慎重,因为该条件会导致混凝土导电量及氯离子迁移量明显增加,混凝土抗渗性能变差;对于电量试验后氯离子渗透深度贯穿的试样,导电量评价标准已不适于评价此类试样的渗透性能,可以考虑将氯离子迁移量或试样的饱水量作为评价其渗透性能的一个定量指标.     

矿物掺和料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

采用氯离子扩散系数快速测定法(RCM法)测定混凝土Cl-渗透系数.分析矿物掺和料种类及掺量对混凝土抗Cl-渗透性能的影响.研究结果表明:同胶凝体系下,矿粉对混凝土的抗Cl-渗透性作用远大于粉煤灰,粉煤灰和矿粉(1∶1)复掺能够较好的提高混凝土抗Cl-渗透能力,同条件下粉煤灰混凝土的渗透系数是矿粉系列的2~3倍.     

PHC管桩耐硫酸盐侵蚀的研究

研究了不同养护方式的PHC管桩混凝土耐硫酸盐侵蚀的情况。结果表明,不掺掺合料的混凝土经蒸汽养护后,其耐硫酸盐侵蚀的性能有所降低,而掺有磨细砂的混凝土经压蒸养护工艺后混凝土抗蚀系数较高,抗硫酸盐侵蚀性能良好。     

养护方式对白色高强混凝土氯离子渗透的影响

通过快速氯离子扩散系数法研究了不同养护方式对白色混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:纯白水泥混凝土在三组养护方式中抗氯离子渗透性最差,使用矿物掺合料可大幅度降低白水泥混凝土的快速氯离子扩散系数(D_(RCM));标准养护下混凝土的D_(RCM)最低,匹配养护较高,蒸汽养护最高;白水泥早期水化剧烈,第二放热峰出现时间最早,峰值最高,但累积放热量次于普通水泥;纯白水泥混凝土绝热温升最终温度最高,水泥-矿粉体系混凝土次之,水泥-矿粉-石灰石粉最低;经孔结构分析可知,蒸汽养护虽可激发混凝土水化进程,降低孔隙率,但会促使孔结构往粗孔方向发展,平均孔径增大。     

高性能轻集料混凝土的耐久性

研究了轻集料种类、预湿程度和矿物掺和料对高性能轻集料混凝土（HPLC）抗氯离子渗透性、抗冻性及抗硫酸盐侵蚀性的影响.结果表明：由高强页岩、黏土或粉煤灰陶粒配制的HPLC较普通集料HPC具有更高的抗氯离子渗透、抗冻及抗硫酸盐侵蚀性能,掺适量粉煤灰、矿粉或硅灰等矿物掺和料能显著提高HPLC的耐久性.与低吸水率的页岩陶粒和粉煤灰陶粒相比,用吸水率高的黏土陶粒经24 h预湿处理后配制的HPLC其抗氯离子渗透能力更佳,但强度与抗冻性较差.页岩陶粒预湿处理降低了HPLC的抗氯离子渗透性和抗冻性,但对其抗硫酸盐侵蚀性影响不大.对陶粒预湿程度大的HPLC,通过提高含气量可改善其耐久性.同时对耐久性机理做了初步探讨.